Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств: ...использующие ячейки и зонды с твердым электролитом – G01N 27/417

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения: датчик водорода в жидких и газовых средах включает селективную мембрану (11), пористую электроизоляционную керамику (7) и корпус (5) с потенциалосъемником (9), керамический чувствительный элемент (4) с эталонным электродом (14), пористый платиновый электрод (8), кремнеземную ткань (6), соединительный материал (12), пробку (10) с отверстием, гермоввод (2), цилиндрическую втулку (1). Полость корпуса (5) между гермовводом (2) и керамическим чувствительным элементом (4) герметична. Керамический чувствительный элемент (4) выполнен в виде сопряженных между собой цилиндрического элемента и части сферы, расположенной в нижней части цилиндрического элемента. Верхняя часть наружной цилиндрической поверхности керамического чувствительного элемента (4) герметично соединена с корпусом (5) посредством соединительного материала (12). Эталонный электрод (14) расположен в полости, образованной внутренней поверхностью керамического чувствительного элемента (4) и поверхностью пробки (10). Наружная сферическая часть керамического чувствительного элемента (4) покрыта слоем пористого платинового электрода (8). Конец центральной жилы (13) выведен через отверстие в пробке (10) в объем эталонного электрода (14). Втулка (1) соединена с нижней частью корпуса (5). Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей, снижении стоимости и увеличении быстродействия датчика. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для контроля параметров газовых сред, в частности к контролю газовых смесей, содержащих кислород и водород, и может быть использовано в атомной энергетике, транспортном, химическом машиностроении и других отраслях техники, например, для контроля водородной взрывобезопасности. Система контроля кислорода и водорода в газовых средах содержит канал, входной сенсор водорода, расположенный во входной части полости канала, входной каталитически активный элемент, установленный в поперечном сечении средней части полости канала за входным сенсором водорода, выходной сенсор водорода и сенсор кислорода, расположенные в выходной части полости канала после входного каталитически активного элемента, причем сенсоры подключены к системе регистрации и управления. Система дополнительно снабжена выходным каталитически активным элементом, установленным в поперечном сечении выходной части полости канала за выходным сенсором водорода и сенсором кислорода, причем входной и выходной каталитически активные элементы снабжены автономными нагревателями для поддержания коэффициента рекомбинации водорода на каталитически активных элементах равным 1. Изобретение обеспечивает возможность непрерывного контроля кислорода и водорода в газовой смеси в объеме помещения с высокой степенью точности и надежности. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к аналитической технике, в частности к датчикам для анализа газовых сред. Твердоэлектролитный датчик для амперометрического измерения влажности газовых смесей содержит диск из твердого электролита с кислородной проводимостью с двумя электродами - наружным и внутренним, нанесенными на противоположные поверхности этого диска, диск из протонпроводящего твердого электролита с двумя электродами - наружным и внутренним, нанесенными на его противоположные поверхности, и капилляр. Оба диска и капилляр герметично соединены между собой, а внутренние электроды обоих дисков соединены между собой напрямую. Изобретение обеспечивает упрощение процесса измерения влажности газовых смесей в широком диапазоне температур и упрощение конструкции датчика. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к аналитической химии и приборостроению, может быть использовано для различных анализов жидкой пробы и направлено на уменьшение времени анализа и увеличение воспроизводимости результатов анализа за счет автоматизации забора жидкой пробы перед ее перемещением в реактор, а также возможности забора пробы как из одиночной емкости, так и из множества емкостей, проходящих точку забора пробы, а также из потока анализируемой жидкости. Указанный результат достигается тем, что устройство подачи пробы в реактор, включающий корпус с двумя стойками, укрепленный между ними механизм возвратно-поступательного перемещения, выполненный в виде шагового двигателя, системы шестерен и передачи винт-гайка с кареткой, с которой соединен шток с установленным на его конце средством удержания пробы, и блок программного управления шаговым двигателем механизма возвратно-поступательного перемещения, снабжено механизмом забора пробы, выполненным в виде обоймы, направляющей, коромысла, возвратной пружины, двух упоров и конечного выключателя, при этом обойма установлена на каретке передачи винт-гайка с возможностью поворота, шток жестко закреплен в обойме, коромысло установлено с возможностью поворота на оси, закрепленной на первой стойке корпуса, и снабжено со стороны средства удержания пробы серьгой, взаимодействующей со штоком, а с противоположной стороны рычагом. взаимодействующим с кареткой, пружина соединена одним концом с коромыслом со стороны рычага, а другим концом с первой стойкой корпуса, причем средство удержания пробы выполнено в виде капиллярной трубки, закрепленной на штоке перпендикулярно его оси. 2 ил.

Изобретение относится к области анионпроводящих неорганических твердых электролитов, а именно к керамическим твердым электролитам, обладающим высокой проводимостью по сульфид-ионам в области температур (300-500°С), и может быть использовано для исследования кристаллических и аморфных полупроводниковых сульфидов методом ЭДС, в составе электрохимических ячеек для кулонометрического изменения состава нестехиометрических соединений и для газового анализа серосодержащих сред, в твердоэлектролитных источниках тока. Сущность изобретения: сплав для твердого электролита с преимущественной проводимостью по сульфид-иону содержит сульфид кальция, полуторный сульфид иттербия и полуторный сульфид иттрия в определенных количественных соотношениях. Техническим результатом изобретения является расширение области применения твердого электролита за счет увеличения количества составов с оптимальными электролитическими свойствами (высокой ионной проводимостью, низкими значениями электронных чисел переноса) и расширение рабочего температурного интервала в область более низких температур. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения: датчик водорода в жидких и газовых средах включает селективную мембрану (11), пористую электроизоляционную керамику (7) и корпус (5) с потенциалосъемником (9), керамический чувствительный элемент (4) с эталонным электродом (14), пористый платиновый электрод (8), кремнеземную ткань (6), соединительный материал (12), пробку (10) с отверстием, гермоввод (2), цилиндрическую втулку (1). Полость корпуса (5) между гермовводом (2) и керамическим чувствительным элементом (4) герметична. Керамический чувствительный элемент (4) выполнен в виде сопряженных между собой цилиндрического элемента и части сферы, расположенной в нижней части цилиндрического элемента. Верхняя часть наружной цилиндрической поверхности керамического чувствительного элемента (4) герметично соединена с корпусом (5) посредством соединительного материала (12). Эталонный электрод (14) расположен в полости, образованной внутренней поверхностью керамического чувствительного элемента (4) и поверхностью пробки (10). Наружная сферическая часть керамического чувствительного элемента (4) покрыта слоем пористого платинового электрода (8). Конец центральной жилы (13) выведен через отверстие в пробке (10) в объем эталонного электрода (14). Втулка (1) соединена с нижней частью корпуса (5). Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей, снижении стоимости и увеличении быстродействия датчика. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в прикладной электрохимии, металлургии, энергетике, автомобилестроении и других отраслях для определения содержания кислорода в жидких и газовых средах. Чувствительный элемент газоанализатора кислорода содержит твердоэлектролитную ячейку 1, электроизолятор 2, металлическую оболочку 3, токосъемник с эталонного электрода 4, на меньшее основание твердоэлектролитной ячейки 1 и на объединенные большие основания электроизолятора 3 и твердоэлектролитной ячейки 1 нанесены последовательно два слоя 5, первый - из смеси порошка благородного металла и диоксида циркония, второй - из порошка благородного металла, на основание токосъемника 4 в месте его касания с твердоэлектролитной ячейкой нанесена фольга 6 из такого же благородного металла, зазор 7 между сопряженными поверхностями металлической оболочки и электроизолятора заполнен аморфной фольгой из сплава, содержащего 25-30% титана, остальное - медь. Также предложен способ изготовления данного чувствительного элемента. Изобретение обеспечивает возможность проведения измерений при более высоких температурах и повышение точности измерения концентрации кислорода путем снижения утечки ионов с твердоэлектролитной ячейки. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в энергетике, ядерной технике, химической технологии, металлургии, газовом анализе для измерения содержания водорода в расплавах щелочных металлов и их парах, инертных газах и водяном паре. Устройство содержит электрохимическую ячейку (ЭХЯ) (1) с твердым электролитом (2) и измерительным электродом (3). ЭХЯ (1) помещена в герметичную камеру и снабжена нагревателем (4) и теплоотводом (5). Герметичная камера содержит рабочую полость (6), расположенную в горячей зоне, и вспомогательную полость (7), расположенную в холодной зоне. Рабочая и вспомогательная полости соединены между собой трубопроводом (8). В горячей зоне с максимальной температурой расположена водородопроницаемая мембрана в виде заглушенной с одного торца трубы (9), которая снабжена вытеснителем (10), нагревателем (11) и каналом (12), соединяющим ее с чувствительной поверхностью измерительного электрода (3). Предложенный датчик обладает низкой инерционностью. Согласно изобретению создан датчик, обладающий высокой надежностью, малой инерционностью и способный работать в широком диапазоне температур. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области газового анализа и может быть применено в аналитическом приборостроении. Сущность изобретения: устройство для измерения концентрации кислорода в газах содержит потенциометрическую твердоэлектролитную ячейку, конструктивно выполненную из двух камер, разделенных твердым электролитом в виде мембраны с нанесенными на ее поверхность электродами из платины, измеритель ЭДС, подключенный к платиновым электродам, кулонометрическую твердоэлектролитную ячейку и источник инертного газа с известной концентрацией кислорода. Анализируемый газ пропускают через одну камеру потенциометрической твердоэлектролитной ячейки, а инертный газ после кулонометрической твердоэлектролитной ячейки пропускают через другую камеру, при этом концентрацию кислорода в анализируемом газе определяют по концентрации кислорода в инертном газе и концентрации кислорода, создаваемой током переноса кислорода через кулонометрическую твердоэлектролитную ячейку, с учетом прошедшего через нее расхода инертного газа, при условии, что ЭДС на электродах потенциометрической твердоэлектролитной ячейки равна нулю. Изобретение позволяет повысить точность измерения концентрации кислорода в газах в диапазоне от 1·10 ^-6 до 100%. 1 ил.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к газовому анализу. Сущность изобретения: устройство для определения кислорода и водорода, содержащее осушитель и первую кулонометрическую твердоэлектролитную ячейку (КТЭЯ-1), соединенные последовательно газовым трактом, дополнительно содержит вторую кулонометрическую твердоэлектролитную ячейку (КТЭЯ-2), расположенную по газовому тракту после КТЭЯ-1. Напряжение постоянного тока, прикладываемое к электродам КТЭЯ-2, рассчитывается по предложенной формуле, а концентрации кислорода и водорода рассчитываются по формулам в зависимости от токов, протекающих через КТЭЯ-1 и КТЭЯ-2. Техническим результатом устройства является уменьшение инерционности и расширение диапазона измерений. 1 ил.

Использование: в области аналитического приборостроения. Сущность изобретения: способ основан на применении двух твердоэлектролитных кислородионных ячеек: дополнительной и диффузионной. Анализируемый газ поступает в дополнительную ячейку, по ЭДС которой судят о восстановительном, окислительном или нейтральном характере основного компонента газа. Если газ имеет нейтральный характер, то с помощью дополнительной ячейки в газе создают определенную известную концентрацию кислорода и направляют газ в диффузионную ячейку, по току которой судят об основном компоненте газа. Техническим результатом изобретения является расширение области применения. 2 ил., 1 табл.

Использование: в области газового анализа. Сущность изобретения: способ измерения парциального давления кислорода в газах с помощью кислородоионной твердоэлектролитной ячейки заключается в электрохимическом извлечении кислорода из герметизируемой сравнительной камеры, создании определенного парциального давления кислорода в сравнительной камере путем пропускания через твердоэлектролитную ячейку определенного количества электричества и измерении ЭДС твердоэлектролитной ячейки. Поочередно подают к рабочему электроду ячейки две поверочные газовые смеси с различным содержанием кислорода, с помощью которых устанавливают рабочую температуру ячейки, причем последующее электрохимическое извлечение кислорода проводят путем подачи напряжения на ячейку не более 0,8 В. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области газового анализа и аналитическому приборостроению, в частности к технологии изготовления электродов на твердом электролите из стабилизированного диоксида циркония, и может быть использовано при производстве кислородных датчиков с электрохимической твердоэлектролитной ячейкой. Сущность изобретения: платину на предварительно обезжиренную и активированную поверхность твердого электролита наносят путем химического восстановления из водного раствора, содержащего 0,1-0,2 г/л хлорид тетрааминплатины (II) на 1 см² покрываемой поверхности и 0,56 г/л гидроксид калия, при температуре 170-210°С в замкнутом объеме в течение 130-180 мин при перемешивании, причем используемый водный раствор предварительно вакуумируют в течение 20-30 мин и насыщают азотом для удаления молекулярного кислорода. Технический результат: уменьшение энергозатрат путем снижения температуры и времени проведения процесса, а также уменьшение температуры начала работы электрода. 1 табл.

Использование: изобретение относится к средствам контроля газов на основе твердоэлектролитных ячеек и может быть использовано для измерения концентрации газов в атмосфере помещений промышленных предприятий и концентрации газов в жидкостях, в том числе водяных и жидкометаллических теплоносителях. Сущность изобретения: газоанализатор содержит твердоэлектролитную ячейку с измерительным электродом и электродом сравнения, линию связи в виде коаксиального двухоболочечного кабеля и операционный усилитель с измерительным прибором на выходе. Потенциальный вывод электрода сравнения окружен охранным электродом в виде коаксиальной электропроводной оболочки, помещенной внутри внешней электропроводной оболочки, соединенной с измерительным электродом, центральный проводник кабеля соединен с электродом сравнения и неинвертирующим входом операционного усилителя, внутренняя оболочка кабеля соединена с охранным электродом и инвертирующим входом операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, а измерительный электрод через внешнюю экранную оболочку кабеля подключен к нулевой точке измерительной схемы. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой точности измерения ЭДС сенсора в условиях ухудшения сопротивления изоляции линии связи. 2 ил.